Umweltverträgliche Verwertung organischer Abfälle
Klimaverträgliche Energieversorgung in BW
IfW: Moderne Biotechnologie in Deutschland
von Ingo Ackermann und Klaus Richter, ATB
1. Organisatorische Einbindung des Arbeitsgebiets am Institut für Agrartechnik Bornim
Das Institut für Agrartechnik Bornim (ATB) ist eine Einrichtung der Wissenschaftsgemeinschaft "Blaue Liste" mit der Aufgabe, anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Agrartechnik durchzuführen. In der Gründungsempfehlung des Wissenschaftsrats hieß es unter anderem: "Die Neuorientierung der Landwirtschaft in einem hoch industrialisierten Land wie der Bundesrepublik bedarf dringend einer grundlegenden, auf einem umfangreichen Systemansatz beruhenden biologisch-technischen Begleitforschung".
Diese Empfehlung führte mit der Gründung der Fachabteilungen Bioverfahrenstechnik (1), Stoffkreisläufe und Energieströme (2) und Technikbewertung (3) zu einer unter deutschen agrartechnischen Forschungseinrichtungen einmaligen Struktur.
Während die beiden Querschnittsabteilungen Technikbewertung und Stoffkreisläufe und Energieströme spezifische Ergebnisse aus den ingenieurwissenschaftlichen Abteilungen miteinander vernetzen und durch Aspekte der Technikfolgenabschätzung sowie der Steuerung von Stoff- und Energieströmen bereichern, wird in der Bioverfahrenstechnik schwerpunktmäßig die stoffliche Umwandlung landwirtschaftlicher Roh- und Reststoffe mit Hilfe von Mikroorganismen und Enzymen untersucht.
Hierdurch bestehen günstige Voraussetzungen zur Bearbeitung eines komplexen Sachgebiets wie die Nutzung nachwachsender Rohstoffe, die sowohl Kenntnisse der Werkstoffkunde und der Konversionstechnik voraussetzt, als auch eine umfassende Beurteilung der Umweltwirkungen erfordert.
Dem Arbeitsgebiet nachwachsende Rohstoffe wurde aufgrund seiner Perspektiven der Status eines Institutsprojekts verliehen. Damit verbunden ist der Auftrag, eine gemeinsame Bearbeitungsstrategie zu entwikkeln.
2. Bearbeitungsstrategie
Die Marktchancen von Produktlinien auf der Basis nachwachsender Rohstoffe hängen ausser von der ökonomischen Wettbewerbsfähigkeit von der Akzeptanz dieser Produkte durch die Verbraucher ab. Abgesehen von den Gebrauchseigenschaften eines Produkts beeinflußt dessen spezifische Botschaft in zunehmendem Maße die Verbraucherakzeptanz und damit den Markterfolg. Produktlinien mit einer vorteilhaften Ökobilanz werden bei steigender Kaufkraft verstärkt nachgefragt. Diesem Zusammenhang wird durch eine möglichst vollständige Bilanzierung der Umweltwirkungen Rechnung getragen.
Darüber hinaus hat das Institut in seiner Arbeit die besonderen Gegebenheiten der Neuen Bundesländer zu berücksichtigen. Die Situation im ländlichen Raum Ostdeutschlands ist durch einen verstärkten Abwanderungsdruck und große Entfernungen zwischen den Landwirtschaftsbetrieben einerseits sowie Handel und Verarbeitern andererseits charakterisiert. Der letztgenannte Aspekt spricht für den Aufbau regionaler Verarbeitungs- und Nutzungskonzepte.
Entscheidende Bedeutung kommt der unterdurchschnittlichen Kapitalausstattung ostdeutscher Unternehmen zu. Flops im Produktprogramm können schnell zu bedrohlichen Liquiditätsproblemen führen. Ein Beleg dafür ist die hohe Insolvenzquote, die im Jahr 1994 einen bundesdeutschen Rekord markierte. Vor diesem Hintergrund findet der Risikoaspekt besondere Berücksichtigung bei der Bewertung von Produktlinien nachwachsender Rohstoffe.
Ein weiterer relevanter Aspekt bei der Nutzung nachwachsender Rohstoffe ist in der Erprobung neuer Einsatzfelder zu sehen. Dieser Grundsatz findet vor allem in den innovativen Grundlagenuntersuchungen zur Biokonversion Anwendung, deren Erkenntnisse häufig als Prinziplösungen für die Zukunft im Sinne einer Vorsorgeforschung aufgefaßt werden können.
3. Projekte zur energetischen Nutzung nachwachsender Rohstoffe
Angesichts der strukturellen Defizite Ostdeutschlands wurde die Frage aufgeworfen, auf welche Weise sich non-food Projekte fern von der Verarbeitungsindustrie realisieren lassen. Zur Beantwortung dieser Frage wurde ein Projekt mit dem Ziel initiiert, das Konzept einer lokalen Erzeugung und Verwertung pflanzenölbasierter Dieselkraftstoff-Produktlinien auf seine Machbarkeit zu untersuchen.
Dieses Vorhaben wurde zwischenzeitlich mit einem Forschungsbericht [1] abgeschlossen. Die Ergebnisse der Untersuchung lassen erkennen, daß die Realisierung einer pflanzenölbasierten Dieselkraftstoff - Produktlinie im Einzugsbereich des Rohstofferzeugers technisch möglich ist. Darüber hinaus gibt die Studie Auskunft über die ökonomische Vorzüglichkeit und über ökologische Aspekte pflanzenölbasierter Dieselkraftstoff-Produktlinien.
Zum anderen wurde eine regionale Studie über das energetische Potential der land- und forstwirtschaftlich verfügbaren Biomasse in Brandenburg erstellt. Im Ergebnis wurde nachgewiesen, daß das energetische Potential aus land- und forstwirtschaftlichen Quellen etwa 10% des gegenwärtigen Endenergiebedarfs des Landes decken kann. Das mit dieser Studie verfolgte Ziel der Politikberatung kennzeichnet ein wesentliches Aufgabenfeld der Technikfolgenabschätzung.
Weitere Untersuchungen zielen darauf ab, eine verbesserte Verfahrenskette für die Ernte und den Massenumschlag von Halmgut - Energieträgern zu erproben und die Vorzüglichkeit potentieller Energiepflanzen auf Grenzstandorten der Produktion zu ermitteln. Für diesen Zweck wurde eine etwa 2 ha große Energieplantage am Standort Potsdam - Bornim angelegt. Die Ergebnisse dieses institutsübergreifenden Anbauversuchs sollen Hinweise zur Wettbewerbsfähigkeit von Kurzumtriebsgehölzen, Miscanthus, Energieroggen, Topinambur und Mais unter kontinentalen Klimaverhältnissen liefern.
Die Erkenntnisse aus diesem Anbauversuch fließen zusammen mit externen Versuchsergebnissen in die Modellierung der ökologischen und ökonomischen Effizienz nachwachsender Energieträger auf Grenzstandorten ein. Diesem Projekt liegt die Überlegung zugrunde, daß die Nutzungskosten des Energiepflanzenanbaus auf marktfernen Grenzstandorten relativ niedrig sind. Alternativen zur klassischen Nahrungsrohstoffproduktion der Landwirtschaft dürften auf diesen Standorten eine gute Ausgangsposition haben, zumal auch die Politik ein Interesse an der Funktionsfähigkeit des ländlichen Raums hat. Selbst konsequenten Anhängern einer liberalen Wirtschaftspolitik ist mittlerweile klar, daß eine weitere Konzentration der Entwicklung auf urbane Ballungszentren ökologische und soziale Folgekosten nach sich zieht. Diese sozialen Folgekosten sind den Förderaufwendungen der Strukturpolitik gegenüberzustellen. Hierbei sind Szenarien zu entwickeln, um Ansätze für eine wirksame Strukturpolitik aufzuzeigen.
Dem Risikoaspekt wird unter anderem dadurch Rechnung getragen, daß die Erträge aus der Energieerzeugung variiert werden. Zu diesem Zweck werden die Streuungsmaße für den anlegbaren Wärmepreis aus einer Serie von Modellvorhaben mit Biomassefeuerungsanlagen ausgewertet. Die Realitätsnähe des Modells steigt durch zusätzliche Variation des Biomasseertrags.
4. Projekte zur stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe
Im Bereich der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe wurde zunächst das Wertschöpfungspotential pflanzlicher Substanzen analysiert. Für diesen Zweck wurden eine Reihe von marktgängigen Basischemikalien analysiert, wobei die Konversionszahl als Maß für die potentielle Wertschöpfung definiert wurde:
Rohstoffbedarf (t/d) * Rohstoffpreis (ECU /t)
Konversionszahl = ______________________________________________
Zielproduktausbeute (t /d) * Zielproduktpreis (ECU / t)
Die quantitative Formulierung läßt erkennen, daß eine positive Wertschöpfung nur mit einer Konversionszahl kleiner als 1 zu erreichen ist und daß das Wertschöpfungspotential mit kleiner werdender Konversionszahl zunimmt. Die Berücksichtigung weiterer Faktoren, wie Absatzpotentialschätzungen und Kenntnisse der biotechnischen Erzeugung von Basischemikalien führten schließlich zur Auswahl organischer Säuren (Milchsäure, Propionsäure, Gluconsäure) als attraktive Zielprodukte.
Die genannten Zielprodukte können aus Pflanzenzucker und indirekt aus Pflanzenstärke durch Fermentationsprozesse gewonnen werden. Eine ökonomische Analyse der Bereitstellungskosten verschiedener Rohstoffträger ließ erkennen, daß Zuckerpflanzen den Stärketrägern im allgemeinen überlegen sind [2]. Allerdings sinkt der Kostennachteil für Stärkepflanzen mit zunehmender Entfernung zur Verarbeitungsanlage. Optimale Fruchtfolgen-Systeme für beide Pflanzengruppen wurden ermittelt. Berücksichtigung fanden dabei sowohl die wichtigsten konventionellen (Getreide, Zuckerrübe) als auch einige alternative (Zuckerhirse, Topinambur) Rohstoffpflanzen.
Auf dem Gebiet der mikrobiellen Konversion wurden die Grundlagenuntersuchungen im Labor zur Erzeugung von Milchsäure aus Zuckerhirse mit einem Versuchsbericht [3] abgeschlossen. Veröffentlichungen dazu sind in [4] und [5] zu finden. Gegenwärtig werden die Arbeiten im Technikumsmaßstab fortgeführt mit den Zielen Maßstabsübertragung, Verbesserung der Produktabtrennung und Musterbereitstellung für Applikationsuntersuchungen. Letztere beziehen sich auf die Weiterverarbeitung der Milchsäure zu biologisch abbaubaren Polymeren (Polylactate) und den alternativen Einsatz dieser Substanz in der Landwirtschaft bei der Konservierung und Silierung von Futtermitteln sowie als Reinigungs- und Desinfektionsmittel. Jede der genannten Zielrichtungen wird im Rahmen von Einzelprojekten verfolgt.
Gegenstand der Forschung ist auch die Frage nach einer längerfristigen Verfügbarkeit der Zuckerhirse als Rohstoffgrundlage. Bisher war dies wegen des schnellen Zuckerabbaus nur wenige Wochen über den Erntezeitraum hinaus möglich. Lösungsansätze dafür werden u.a. in einer mit speziellen Hilfsmitteln durchgeführten Silierung des gehäckselten Materials gesehen. Um die Eignung der Silierung als Konservierungsmethode zu überprüfen und darüber hinaus Hinweise zur Ernte zu bekommen, hat eine Serie von Zukkerhirse-Anbauversuchen auf zunächst 0,25 ha am Standort Potsdam - Bornim begonnen.
Laborergebnisse liegen auch vor zur direkten Umsetzung von Körnergetreide in Milchsäure [6]. Die Weiterführung dieser Arbeiten sowie die Einbeziehung von Topinambur und Wurzelzichorie als Rohstoffträger sind vorgesehen.
Die ökonomische und ökologische Bewertung der verschiedenen Verfahrensvarianten wird an Hand der im Technikumsmaßstab erbrachten Leistungsparameter und der bei den Applikationsuntersuchungen gewonnenen Erkenntnisse vorgenommen werden.
5. Literatur
[1] Ackermann, I.: Einsatzchancen eines pflanzenölbasierten Dieselkraftstoffgemisches (BIONOL) im ländlichen Raum. Forschungsbericht 1995/8, Institut für Agrartechnik Bornim.
[2] Ackermann, I.: Ökonomische Aspekte der Bereitstellung von Pflanzenstärke und zucker als Industrierohstoffe. In: Biokonversion nachwachsender Rohstoffe und Verfahren zur Reststoffbehandlung, Bornimer Agrartechnische Berichte, Heft 6 (1994), 78-90.
[3] Richter, K.: Mikrobielle Erzeugung von Milchsäure aus Zuckerhirse (Untersuchungen im Labormaßstab), Forschungsbericht 1995/7, Institut für Agrartechnik Bornim.
[4] Richter, K., Träger, A.: L(+)-Lactic Acid from Sweet Sorghum by Submerged and Solid-State Fermentations. Acta Biotechnologica 14 (1994), Heft 4, 367-378.
[5] Richter, K.: Die Erzeugung von Milchsäure aus Zuckerhirse. In: Biokonversion nachwachsender Rohstoffe und Verfahren zur Reststoffbehandlung, Bornimer Agrartechnische Berichte, Heft 6 (1994), 15-33.
[6] Richter, K.: Aus Roggenmehl wird Milchsäure. Direktverwertung von Getreide mit Hilfe der Biotechnologie. Landtechnik, 50 (1995), Heft 6 (in Druck).
Kontakt
Dr. I. Ackermann
Institut für Agrartechnik Bornim e.V.
Abteilung Technikbewertung
Max-Eyth-Allee 100
D-14469 Potsdam-Bornim
Tel.: 0331/5699-310
Fax: 0331/5699-849
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Umweltverträgliche Verwertung organischer Abfälle
von Ludwig Leible, ITAS
Im September 1995 wurde von ITAS eine mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) in Osnabrück durchgeführte Studie zum Themenbereich organische Abfälle abgeschlossen. Ziel dieser Studie war es, die verschiedenen Wege der Behandlung und Verwertung organischer Abfälle hinsichtlich ihrer technischen, ökonomischen und umweltrelevanten Aspekte einander vergleichend gegenüberzustellen und zu bewerten. Auf die in diesem Zusammenhang bestehenden FuE-Lücken sollte hierbei explizit hingewiesen werden, um der DBU bei ihrer Schwerpunktsetzung bei der Förderung in diesem Themenbereich gezielt Hilfestellung leisten zu können.
Abfallaufkommen und Behandlungs- / verwertungsverfahren
Nach der TA Siedlungsabfall ist die Ablagerung von Abfällen auf Deponien ab 2005 nur noch zulässig, wenn der Glühverlust dieser Stoffe unter 5 % liegt. Nach dieser Regelung ist somit die direkte Deponierung von organischen Abfällen ab 2005 praktisch ausgeschlossen. Daneben wird es wegen der Schadstoffgehalte und des schlechten Images der organischen Abfälle zunehmend schwerer, diese direkt oder z.B. als Kompost einer stofflichen Nutzung in der Landwirtschaft oder im Landschaftsbau zuzuführen. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die in der vorliegenden Studie in einem systemanalytischen Vergleich untersuchten 16 verschiedenen Technologien und deren technische Eignung für die Behandlung und Verwertung verschiedener Gruppen von organischen Rest- und Abfallstoffen. Der Schwerpunkt der Verfahrensbeschreibung wurde vor allem auf den Bereich der biologischen Behandlungsverfahren (Kompostierung und Biogasgewinnung) gelegt. Die für Vergleichszwecke wichtigsten Daten der thermischen Abfallbehandlung wurden ebenfalls mit dargestellt, während die für kleine Teilmengen mögliche Verwendung von organischen Abfällen als Futtermittel nur als Exkurs bzw. die direkte Deponierung - da mittelfristig nicht mehr zulässig - nur hinsichtlich der damit verbundenen Emissionen beschrieben wurden.
Technologien Technisch geeignete Rest- und
Abfallstoffe
Kompostierung:
Gartenkompost ierung Gartenabfälle, Küchenabfälle, Laub
Flächenkompostierung, Holzreiche Pflegerückständ e, Laub,
Direktausbringung Klärschlamm, Rinde
Pflanzenabfallkompostierung Pflanzliche Pflegerückstände, Rinde, Laub
Bioabfallkomp ostierung Gartenabfälle, Küchenabfälle, kommunale
Pflegeabfälle, Rinde, Laub
Biogasgewinnung:
Güllevergärung in Gülle
Kleinanlagen
(mesophil)
Güllevergärung in größeren Gülle
Anlagen (zweistufig)
Güllevergärung mit Gülle, stickstoffarme Reststoffe der
Cofermentation (Kl Ernährungsindustrie, holzarme Garten- und
einanlagen) Pflegeabfälle
Güll evergärung mit Gülle, stickstoffarme Reststoffe der
Cofermentation in größeren Ernährungsindustrie, holzarme Garten- und
Anlagen Pflegeabfälle
Bioabfallvergärung Küchenabfälle, gras-/krau tartige Garten-
(Naßfermentation, zweistufig) und Kommunalabfälle, Rückstände der
Ernährungsindustrie
Bioabfallvergärung, Küchenabfälle, gras-/krautartige Garten-
(Trockenfermentation) und Kommunalabfälle, Rückstände der
Ernähru ngsindustrie
Thermische Behandlung:
Verbrennung in MVA Alle organischen Rest- und Abfallstoffe
(Rostfeuerung) auße r Gülle
Verbrennung in MVA nach Alle organischen Rest- und Abfallstoffe
Verschwelung oder Vergasung außer Gülle
Verbrennung in Trockene (>60 % TS) organische Rest- und
Biobrennstoffanlagen Abfallstoffe mit wenig Problemstoff en
Verbrennung in Klärschlamm
Klärschlammverbrennungsanlagen
Sonstige:
Verwendung als Futtermittel Lebensmittelabf älle, Rückstände der
Ernährungsindustrie, grasartige
Pflegeabfälle
Direkte Deponie Bis 2005 rein technisch alle organischen
Abfallstoffe
Tabelle 1:Technische Eignung von 16 Technologien
für die Behandlung /Verwer
tung verschiedener Gruppen von Rest- und Abfallstoffen
Vor der detaillierten Beschreibung der verschiedenen Verfahren der Behandlung und Verwertung organischer Abfälle wurde in den ersten beiden Kapiteln dieser Studie zusammengestellt, von welchem Aufkommen an organischen Abfällen in Deutschland auszugehen ist und welche chemisch/physikalische Zusammensetzung, beispielsweise hinsichtlich Trockensubstanzgehalt oder Nährstoff- und Schadstoffgehalte, die wichtigsten organischen Abfälle aufweisen.
Aus Tabelle 2 wird deutlich, daß sich die organischen Abfälle durch eine sehr unterschiedliche Herkunft und eine entsprechend unterschiedliche Zusammensetzung kennzeichnen. Gemessen am Gesamtaufkommen von rd. 70 bis 90 Mio Tonnen Organischer Trockensubstanz (OTS) pro Jahr überwiegen mengenmäßig, mit ca. 50-60 Mio OTS, die Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft. Das Aufkommen aus den verbleibenden anderen Bereichen, wie z.B. aus dem Produzierenden Gewerbe oder aus dem Hausmüll, macht somit rd. ein Drittel des Gesamtaufkommens aus.
Die mengenmäßig wichtigsten organischen Reststoffe / Abfälle der Land- und Forstwirtschaft sind die Wirtschaftsdünger mit rd. 26 Mio t OTS und das bisher auf dem Feld bzw. im Wald verbleibende Getreidestroh bzw. Waldrestholz, die zusammen in einem Umfang von insgesamt 17 bis 26 Mio t OTS pro Jahr genutzt werden könnten (vgl. Tab. 2), ohne die Humusbilanz des jeweiligen Standorts zu beeinträchtigen.
Abfallaufkommen De rzeitiges davon organ.
Aufkommen Masse
(Mio t FM/a) (Mio t OTS/a)
I Land- / Forstwirtschaft: 342 - 357 47,5 - 58,0
(dar. Gülle, Festmist) (280) (26)
(13 - 21) (10 - 17)
(dar. Stroh) (13 - 18) (7 - 9)
(dar. Waldrestholz)
II Landschaftspflege / Naturschutz: 5 - 12,5 2,0 - 3,5
(dar. Pflegegehölz) (1,0 - 2,5) (0,5 - 1,0)
III Produzierendes Gewerbe:
Organ. Reststoffe / Abfälle ca. 33 ca. 11,5 -
(dar. Restholz) (8) 16,0
(2,5) (5 - 7)
(dar. Papier, Pappe) (4,7) (ca. 2,2)
(dar. Klärschlämme, Schlämme) (2 - 3)
IV Hausmüll, hausmüllähnliche
Gewerbeabfälle
ca. 12 ca. 6 - 7
und Sperrmüll: (ca. 2,5) (ca. 1,5)
Organ. Reststoffe / Abfälle ca. 4 ca. 4
(dar. Holz, Leder)
Papier, Pappe
VKlärschlamm(5 % TS): 55 ca. 1,5
INSGESAMT: 451 - 473,5 72,5 - 90
(dar. Papier und Pappe) (ca. 6,5) (ca. 6)
(dar. Holz) (24,5 - 31) (14 - 18,5)
Tabelle 2:Zusammenfassende Übersicht zum Aufkommen organischer Reststoffe und Abfälle in Deutschland (Basis: 1990, inkl. NBL)
Aus dem Bereich des Produzierenden Gewerbes und Hausmüll sind die mengenmäßig wichtigsten organischen Abfälle Industrie- / Altholz, nichtrecyclierte Papier- und Pappeabfälle, Klärschlamm und Küchen-/Gartenabfälle. In Abhängigkeit vom Gehalt an Trokkensubstanz (TS) dieser Abfällen läßt sich - zunächst ohne Berücksichtigung regionaler Besonderheiten oder der möglicherweise bestehenden Schadstoffbelastung eine grobe Zuordnung zu den angeführten drei wichtigsten Behandlungswegen "Thermische Behandlung", "Biogasgewinnung" und "Kompostierung" treffen. Rund die Hälfte des Aufkommens an organischen Reststoffen und Abfällen von insgesamt 70 bis 90 Mio t OTS pro Jahr könnte aufgrund seines hohen TS-Gehaltes (> 60 % TS) direkt einer thermischen Nutzung zugeführt werden. Die sehr nassen Abfälle (< 20 % TS) - vor allem Gülle aber auch nasse Küchenabfälle - haben einen Anteil am Gesamtaufkommen von rd. einem Drittel und könnten zur Biogasgewinnung genutzt werden. Der verbleibende Rest, mit etwas höheren TS-Gehalten, ließe sich kompostieren. Die aktuelle Situation bei der Behandlung und Verwertung der organischen Reststoffe und Abfälle entspricht demgegenüber keinesfalls diesen geschilderten technischen Möglichkeiten. Das Aufkommen an organischen Reststoffen und Abfällen in der Land- und Forstwirtschaft wird derzeit nicht bzw. nur zu einem vernachlässigbar geringen Anteil in der angeführten Art und Weise genutzt. Beim Hausmüll werden derzeit noch rd. 80 % des Aufkommens direkt (ohne Vorbehandlung) deponiert. Dies ist die zur Zeit im Vergleich zu den anderen Behandlungsverfahren - immer noch billigste Entsorgungsvariante, obgleich sie ab 2005 in dieser Form nicht mehr zulässig sein wird. Die derzeit in der öffentlichen Diskussion im Vordergrund stehende Kompostierung erfaßt bisher - jedoch mit weiter steigender Tendenz - nur rd. ein Fünftel des potentiell kompostierbaren Abfallaufkommens. Die zunehmenden Engpässe bei der Vermarktung der anfallenden Kompostmengen deuten jedoch schon jetzt an, daß die Realisierungsmöglichkeiten dieses Verfahrens weniger von dem kompostierbaren Abfallaufkommen als vielmehr von den Vermarktungsmöglichkeiten des produzierten Kompostes begrenzt werden.
Bewertung der Behandlungs- und Verwertungsverfahren
Die wesentlichen, quantifizierbaren technischen, ökonomischen
und umweltrelevanten Merkmale der untersuchten 16 verschiedenen
Verfahren für die Behandlung und Verwertung organischer Reststoffe
und Abfälle werden in der Studie direkt einander vergleichend
gegenübergestellt und diskutiert. Stichworte für technische
Merkmale sind beispielsweise "Abgebauter Anteil der OTS"
oder "Erzielte Hauptprodukte". Als ökonomische
Kenngrößen wurden die "Spezifischen Verfahrensinvestitionen",
"Verarbeitungskosten", "Erlöse" und die
"Verbleibende Kostenunterdeckung" abgeleitet. Zu den
Umweltaspekten wurden in der Studie Kennwerte zur Emission ausgewählter
Luftschadstoffe (z.B. NOx, SO2, CO) und zur Treibhausgasbilanz
(CO2-Äquivalente) quantifiziert. Ferner wurden Abschätzungen
zur Rückführung von Nährstoffen und zu Schadstofffrachten
von Schwermetallen und organischen Schadstoffen gemacht.
Bei der Diskussion und Bewertung von Vor- und Nachteilen unterschiedlicher
Behandlungs- und Verwertungsverfahren ist es unumgänglich,
auch die wichtigsten nur qualitativ erfaßbaren Aspekte mit
einzubeziehen. Stichworte hierfür sind beispielsweise die
Emission von Geruch und Keimen oder die Akzeptanz.
Aufgrund ihrer Bedeutung für die abschliessende Bewertung
verdienen die ökonomischen Aspekte und wegen ihrer lang andauernden
Folgewirkungen für die Umwelt auch die klimawirksamen Gase,
die Schwermetalle und die organischen Schadstoffe besondere Aufmerksamkeit.
Geruchsemissionen sind in erster Linie bestimmend für die
Akzeptanz der Behandlungsverfahren vor Ort.
Zur Stützung der abschließenden Bewertung der analysierten Behandlungs- und Verwertungsverfahren für organische Abfälle werden in der Studie teilweise umfangreiche Bewertungshilfen geboten. So insbesondere für die Aspekte "Schwermetalle" und "Organische Schadstoffe". Dies sind Vorbelastungen der organischen Abfälle, mit denen die Behandlungsverfahren zurechtkommen müssen und die die endgültige Verwertung dieser Abfälle und Reststoffe stark vorwegbestimmen. Trotz dieser Bewertungshilfen bleibt eine abschließende Bewertung der unterschiedlichen Behandlungs- und Verwertungswege subjektiv geprägt. Diese "subjektive Prägung", die die Autoren dieser Studie durch die unterschiedliche Gewichtung den einzelnen Bewertungsaspekten beimessen, wird offengelegt. Diese "Bewertung der Wichtigkeit" von Umweltaspekten erhebt jedoch keinesfalls den Anspruch auf Repräsentativität.
Die wesentlichen Ergebnisse des Projektes werden im Schlußkapitel der Studie in teilweise thesenartiger Form zusammengefaßt. Nachfolgend werden einige Ergebnisse zur Bewertung der Behandlungs- und Verwertungsverfahren für organische Reststoffe und Abfälle wiedergegeben:
(1) Die wichtigsten Umweltvorteile der modernen biologischen Verfahren gegenüber thermischen Verfahren sind im Wert (je nach Standort unterschiedlich) der erzeugten Komposte für die Verbesserung der Bodenstruktur und des Nährstoffhaushaltes zu sehen. Diese Vorteile werden allerdings eher im Garten- und Landschaftsbau geschätzt als bei Landwirten, für die die schwierige Einschätzbarkeit der Nährstoffverfügbarkeit aus Komposten oder Gärrückständen eher einen Nachteil darstellt.
(2) Die biologischen Verfahren sind nach dem gegenwärtigen Stand der Technik nicht geeignet, die je nach Abfallart mehr oder weniger bedenklichen Schwermetallgehalte sowie die Gehalte an langlebigen organischen Schadstoffen deutlich zu verringern oder in weniger bedenkliche Formen zu überführen. Hier sind Verfahren zur Vor- bzw. Aussortierung belasteter Abfallchargen anzuwenden und zu verbessern. Die Ausbringung von Komposten oder Gärrückständen auf Acker- oder Gartenflächen führt in der Regel zu einer langsam wachsenden Konzentration an anorganischen und langlebigen organischen Schadstoffen in den Böden, die nur schwer umkehrbar ist. Bei der thermischen Behandlung von organischen Abfällen wird der größte Teil der Schwermetalle in der Asche aufkonzentriert bzw. durch Filter zurückgehalten und einer gesonderten Behandlung und Deponierung zugeführt. Die Möglichkeiten einer Aufkonzentrierung und weitgehenden Inertisierung sind hierbei als wichtige Vorteile anzusehen.
(3) Die Nettobilanz für klimawirksame Spurengase läßt
sich für die biologischen Behandlungsverfahren nicht einheitlich
charakterisieren. Die Abschätzungen dieser Studie weisen
jedoch darauf hin, daß anaerobe Behandlungsverfahren im
Vergleich zur Kompostierung im Vorteil sind. Leider ist der Kenntnisstand
über die bei den biologischen Verfahren freiwerdenden
Mengen an Methan oder Lachgas unbefriedigend.
Bei der Verbrennung/Vergasung überwiegen die entlastenden
Beiträge, die durch die Substitution fossiler Energieträger
zustande kommen.
(4) Eine direkte Belastung der Umgebung durch biologische Behandlungsanlagen für organische Abfälle tritt insbesondere durch Geruchsemissionen und die Ausbreitung von Keimen auf. Die Geruchsemissionen sind in erster Linie bedeutsam für die Akzeptanz der Behandlungsverfahren vor Ort. Obwohl davon ausgegangen werden kann, daß viele Maßnahmen zur Reduzierung von Geruchsemissionen, wie beispielsweise die vollständige Kapselung von Bioabfallkompostierungsanlagen und die Abluftreinigung mittels Biofilter, auch zu einer Reduktion von Keimemissionen führen dürften, fehlen nähere Informationen zur Quellstärke, Ausbreitung und Wirksamkeit der insbesondere von Kompostanlagen und bei der Nachrotte von Gärrückständen ausgehenden Keimemissionen. Anaerobe Behandlungsverfahren scheinen hinsichtlich Hygienisierung und Verminderung von Geruchsemissionen tendenziell im Vorteil zu sein. Für eine abschließende Bewertung besteht jedoch dringender Forschungsbedarf.
(5) Der ökonomische Vergleich von modernen biologischen und thermischen Behandlungsanlagen zeigt Kostennachteile für die thermische Behandlung, denen Umweltvorteile insbesondere bei der Schadstoffrückhaltung und -zerstörung gegenüberstehen. Inwieweit diese Vor- und Nachteile im Einzelnen ausgeprägt sind und welche Behandlungsempfehlungen daraus abzuleiten sind, hängt stark von der Art und Schadstoffbelastung der zu behandelnden organischen Abfälle ab.
Es ist beabsichtigt, diese Studie als Buch zu veröffentlichen.
Bibliographische Angaben
Wintzer, D., L. Leible, Ch. Rösch, R. Bräutigam, B. Fürniß und G. Sardemann, September 1995: Wege zur umweltverträglichen Verwertung organischer Abfälle. ITAS/FZK, Karlsruhe. (unveröffentlichtes Manuskript)
Kontakt
Dr. D. Wintzer
Forschungszentrum Karlsruhe
Institut für Technikfolgenabschätzung
und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 36 40
D-76021 Karlsruhe
Tel.: +49 (0) 721 / 608 - 23977
Fax: +49 (0) 721 / 608 - 24806
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Zukunftsfähiges Deutschland
Ein Beitrag zu einer global nachhaltigen Entwicklung
von Bernhard Burdick
Umwelt und internationale Gerechtigkeit - diese beiden Themen drohen in der aktuellen politischen Auseinandersetzung immer wieder in den Hintergrund zu geraten. Scheinbar gibt es so viel dringendere Aufgaben, soziale, wirtschaftliche, politische. Wo man sich der Umwelt und den internationalen Problemen zuwendet, geschieht es mit einem arg verkürzten Wirtschaftsverständnis, das in erster Linie nach Arbeitsplätzen und neuen Märkten fragt.
Das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie hat im Auftrag von BUND und Misereor den Versuch gemacht, die blinden Flecke der Zukunftsdiskussion aufzuhellen. In der Studie "Zukunftsfähiges Deutschland" versuchen wir deutlich zu machen, daß eine sozial-ökologische Neuorientierung der Gesellschaft nicht nur erforderlich ist, sondern durchaus aussichtsreich und erstrebenswert.
Die Studie folgt dem Ziel der "Zukunftsfähigkeit" (Sustainability), wie es 1987 die Weltkommission der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung, die sog. Brundtland-Kommission, definierte: Zukunftsfähig, so heißt es in deren Abschlußbericht sinngemäß, sei eine Entwicklung, in der die Bedürfnisse heutiger Generationen so befriedigt werden, daß auch kommende Generationen noch die gleiche Chance haben, ihre Bedürfnisse zu befriedigen.
Um festlegen zu können, was dies in einem Industrieland bedeutet, lehnen wir uns an das 1992 von Hans Opschoor und Kollegen entwickelte Konzept des "Umweltraums" an. Wenn der Erhalt der natürlichen Lebensgrundlagen dem Menschen Schranken in seiner Handlungsfreiheit setzt, wenn es also "neue Grenzen des Wachstums" gibt, dann bleibt umgekehrt ein Handlungsrahmen, in dem er sich frei entfalten und seine Bedürfnisse nach Lebensgenuß und Konsum befriedigen kann.
Diesen Handlungsrahmen nennen wir "Umweltraum". Die Größe dieses Umweltraums ergibt sich zum einen aus der Tragfähigkeit von Ökosystemen, der Regenerationsfähigkeit natürlicher Ressourcen und der Verfügbarkeit von Rohstoffen. Auf der anderen Seite wird er aber auch von Wertentscheidungen beeinflußt, die wissenschaftlich nicht verhandelbar sind. Es ist eine Wertentscheidung, zu verlangen, daß künftige Generationen gleiche Lebenschancen haben sollen wie heute lebende. Daraus ergibt sich, daß keiner Generation die Erde "gehört"; jede Generation hat die Erde treuhänderisch zu nutzen und nachfolgenden Generationen eine möglichst intakte Natur zu hinterlassen. Nicht zuletzt ist es eine wertbestimmte Entscheidung, jedem Menschen das gleiche Recht auf eine intakte Umwelt und damit umgekehrt auch das gleiche Recht auf den Zugriff zu globalen Ressourcen zuzubilligen. Eine Konsequenz dieser Wertentscheidungen ist, daß der verbleibende Handlungsrahmen nicht so gezogen werden darf, daß das Gesamtsystem gerade noch überleben kann, also bei maximalem Risiko, sondern daß eine zukunftsfähige Politik sich am Ziel der Risikominimierung orientieren muß.
Um die Grenzen des deutschen Umweltraums bestimmen zu können, brauchten wir ein System von Indikatoren, die eine Orientierung schaffen und es ermöglichen quantitative Ziele zu formulieren. Wir haben in diesen Indikatorensatz bewußt nicht nur Schadstoff-Emissionen aufgenommen, sondern haben einen neuen Ansatz in der Ökologiediskussion verfolgt. Umweltpolitik war bisher meist schadstofforientierte, nachsorgende Politik. Sie hatte unbestreitbare Erfolge, doch sie griff nicht bei Umweltproblemen wie Landschafts- und Rohstoffverbrauch, Verlust biologischer Vielfalt, Bodenerosion, Wasserknappheit und anderen. Diese Probleme mit zu erfassen, verlangt, das Blickfeld zu erweitern: Allein die Mengen bewegter Stoffe und Energie an sich sind bereits ein Problem. Jedes Produkt und jede Dienstleistung ist auf dem gesamten Lebensweg mit Stoff- und Energieströmen verknüpft. Große Mengen davon werden nicht einmal wirtschaftlich genutzt, sondern belasten zum Beispiel in Form von Abraumhalden die Natur. Diese "vergessenen Megatonnen" oder "ökologischen Rucksäcke" zu verringern, ist mit Sicherheit ein herausragender Beitrag zum Schutz der Umwelt und verringert zudem die Schadstoffbelastung. Energie- und Stoffumsätze werden deshalb zur Bestimmung der Größe des Umweltraums mit herangezogen.
Verknüpft mit diesen Indikatoren formuliert die Studie "Umweltziele". Diese Ziele spiegeln, jedes auf seinem Gebiet, den Stand der Umweltforschung wider. So ist zum Beispiel das Ziel, den Kohlendioxidausstoß bis 2050 um 80 bis 90 Prozent zu verringern, aus der Diskussion in der Klimaforschung übernommen. Dort wird weitgehend das Ziel akzeptiert, daß bis zur Mitte des nächsten Jahrhunderts der Kohlendioxidausstoß der gesamten Menschheit halbiert werden muß. Wenn dieses Ziel erreicht werden soll, bedeutet das, daß um die Mitte des nächsten Jahrhunderts für jeden Menschen noch 2,3 Tonnen Kohlendioxid im Jahr ausgestoßen werden dürfen. In Deutschland sind es heute aber 12 Tonnen pro Kopf, also rund 80 Prozent zu viel. Und wenn die Menschheit sich so vermehrt, wie vorhergesagt, dann muß Deutschland seinen Kohlendioxydausstoß sogar um 90 Prozent verringern.
Dieses Umweltziel einer Reduzierung um 80 bis 90 Prozent ergibt sich an mehreren Stellen der Studie. Das hat nicht zuletzt damit zu tun, daß heute etwa ein Fünftel der Menschen auf der Erde vier Fünftel der Energie, der Rohstoffe und anderer Ressourcen beansprucht. Will man diese Ungleichheit aufheben und dabei noch die Beanspruchung der Umwelt global auf die Hälfte verringern, dann müssen die Industrieländer daran arbeiten, ihre Ansprüche an Wohlstand und Komfort mit einem Fünftel bis einem Zehntel dessen zu befriedigen, was sie heute beanspruchen.
Umweltpolitische Ziele eines zukunftsfähigen Deutschlands
Tabelle fehlt
Ein Vorsorgeorientiertes System von Umweltbelastungsindikatoren
Tabelle fehlt
Oft wird behauptet, die deutsche Umweltpolitik sei auf gutem Weg. Es wird auf die sauberer gewordene Luft hingewiesen, auf die gewachsene Zahl geschützter Räume oder auf die Tatsache, daß die Wirtschaft zwar weiter wächst, der Energieverbrauch aber nicht mehr.
Einzelne Erfolge hat es sicherlich gegeben. Wichtig ist aber, wohin die Gesamttendenz geht. Die Studie macht für jeden der untersuchten Indikatoren eine Bilanz auf. Das Ergebnis ist eindeutig: Es genügt nicht, darauf zu hoffen, daß der Trend schon in die richtige Richtung gehen werde. Damit die genannten Umweltziele erreicht werden, muß aktiv etwas getan werden. Weder innerhalb Deutschlands werden die Umweltziele "automatisch" erreicht, noch erst recht im Verhältnis Deutschlands zu den Ländern des Südens.
Nötig sind zwei Dinge: Der Umgang mit den Ressourcen der Erde muß wesentlich effizienter werden - eine Effizienzrevolution wird gebraucht. Dazu aber muß kommen, was etwas abstrakt als Suffizienzrevolution bezeichnet wird und was wohl am besten mit einer Überschrift aus der Studie ausgedrückt ist: Gut leben statt viel haben. Es sind Veränderungen der Lebensstile und Lebensideale nötig, und das geht nur, wenn die technischen und die gesetzlichen Innovationen durch soziale Innovationen und veränderte Leitbilder ergänzt werden. Hoffnungsvolle Ansätze und Ideen gibt es zuhauf. Angelehnt an diese Vielzahl vorhandener Anregungen stellt die Studie einen Satz von acht Leitbildern vor, die den Weg in die Zukunft bahnen könnten.
Rechtes Maß für Raum und Zeit haben wir das erste Leitbild genannt. Es wird uns wegführen von dem Ideal der Beschleunigung und der immer besseren Durchlässigkeit des Raums für technische Verkehrsmittel, hin zu kurzen Wegen, Priorität auf regionaler Versorgung, maßvoll motorisierter Automobilflotte und flächenhaftem Ausbau der Bahn.
Die Ökologisierung der Marktwirtschaft lenkt die ungeheueren
Innovationskräfte des Marktes auf ökologisch zukunftsfähige
Produkte und Dienstleistungen. Da der Markt an sich aber ökologisch
blind ist, braucht er dazu die geeigneten Rahmenbedingungen: den
Abbau ökologisch kontraproduktiver Subventionen und Steuern,
eine allgemeine Privathaftpflicht für industrielle Großrisiken
und eine in kleinen Schritten sozial- und wirtschaftsverträglich
eingeführte ökologische Steuerreform.
Von linearen zu zyklischen Produktionsprozessen heißt
das neue Leitbild der Produktion, das sich an "Produktions"-Verfahren
der Natur anlehnt: Es gibt keine Abfälle, Antriebskraft ist
die Sonne, Zusammenarbeit und Wettbewerb werden in einer dynamischen
Balance gehalten, und die zentrale Stütze kreativer Neuentwicklungen
ist die Vielfalt der Strukturen und Erscheinungsformen.
Gut leben statt viel haben wird zum Leitbild des individuellen Konsums. Der heute schon deutlich spürbare Wunsch vieler Verbraucher nach ökologisch bewußtem Einkauf wird gestärkt - nicht zuletzt durch ein erweitertes, vertrauenswürdiges Kennzeichnungssystem. Die Jagd nach dem Immer-Schneller und Immer-Mehr verliert ihre Kraft als Statussymbol und wird belächelt von der zunehmenden Zahl der Menschen, denen Zeitwohlstand wichtiger ist als Güterreichtum.
Dienstleistung statt Durchsatz ist das neue Leitbild der Infrastrukturplanung. Wo in der Güterversorgung die Region im Vordergrund steht und Dienstleistung vor Massenumsatz kommt, ist das Ideal einer mit ungeheurem ökologischen Aufwand immer weiter ausgebauten Infrastruktur von Flugplätzen, Straßen, Industriegebieten und Stromnetzen fehl am Platze. In den Vordergrund treten vielmehr menschliche Qualifikationen wie Motivation, lebenslanges Lernen, kulturelle Offenheit und Flexibilität. Ansätze finden sich bereits im Energiesektor (Energiedienstleistung) oder im Wohnbereich (verdichtetes Bauen mit flexibler Raumaufteilung).
Die Regeneration von Land und Landwirtschaft ist Voraussetzung für den Erhalt der Lebensgrundlagen. Ökologische Landwirtschaft und naturnaher Waldbau werden flächendeckend eingeführt. Ökologisch besonders sensible Räume werden gesondert geschützt oder renaturiert. Das Land wird wieder zu einer Region mit eigener Wirtschaftskraft, gestützt auf Handwerk, Handel, Gastronomie und Tourismus.
Das Leitbild der Stadt als Lebensraum führt weg von ungastlichen, ökologisch und sozial abweisenden Verhältnissen im Inneren und zerfasertem Ausufern trostloser Vororte nach Außen. Einerseits braucht die Stadt ein mehr qualitatives als quantitatives Wachstum "nach innen", ein Wiederbeleben der Stadtviertel und Quartiere, andererseits ein neues, eher partnerschaftliches als vereinnahmendes Verhältnis zum Umland.
Internationale Gerechtigkeit und globale Nachbarschaft sind Voraussetzungen für globale Zukunftsfähigkeit. Einseitiger Technologie- und Hilfe-Transfer muß ersetzt werden durch ein Geben und Nehmen, das die armen Länder in die Lage versetzt, selbst zu entscheiden, was sie brauchen und anbieten wollen. Die Industrieländer müssen mit der Erneuerung vorangehen. Im Außenverhältnis bedeutet das etwa für die EU, auf Einfuhrzölle zu verzichten und Exportsubventionen abzubauen, Giftmüllexporte strenger zu kontrollieren und die Länder des Südens fairer an den Gewinnen aus der Nutzung der Artenvielfalt zu beteiligen.
Die Leitbilder führen sehr weit in die Zukunft. Soziale Innovationen wie die beschriebenen lassen sich nicht übers Knie brechen. Sie sind allenfalls Ergebnis eines gesellschaftlichen Prozesses, der sich zudem nur begrenzt steuern läßt.
In der Studie wird daher auch ausgelotet, welche Handlungsspielräume in den nächsten 15 bis 25 Jahren ausgenutzt werden können. Dabei wird versucht, auch Wechselwirkungen zu berücksichtigen. Es ist nämlich durchaus möglich, daß ein Erfolg auf einem Feld auf Kosten eines anderen, ökologisch ebenfalls wichtigen Feldes geht. So steht beispielsweise ein großflächiger Anbau von Energiepflanzen in direkter Konkurrenz zur Ökologisierung der Landwirtschaft und wird deshalb abgelehnt. Aus dem gleichen Grund sollte der Bau von Solarkollektoren und Solarzellenanlagen auf vorhandene Dach- und Fassadenflächen beschränkt werden.
Am Beispiel des Energieverbrauchs wird eine Was-Wäre-Wenn-Rechnung aufgemacht, angelehnt an Szenarien der Enquêtekommission "Schutz der Erdatmosphäre". Diese werden allerdings in einigen Punkten erweitert und modifiziert.
Dem Trend-Szenarion werden zwei Politik-Szenarien gegenübergestellt. Im einen Szenario beschränkt die Politik sich in den nächsten 15 bis 25 Jahren auf eine "Offensive Energiepolitik": Ausschöpfung von Energiesparpotentialen, Förderung der erneuerbaren Energien. Das zweite Szenario hat den Namen "Zukunftsfähiges Deutschland" bekommen. Hier werden die erneuerbaren Energien und die Ökologisierung der Landwirtschaft noch viel stärker gefördert; es wird ein völlig neues Konzept für den Schienenverkehr realisiert (Flächenbahn) und der Autoverkehr halbiert; und es wird angenommen, daß sich einige der Leitbilder durchgesetzt haben: Lebensstile, Konsumverhalten und Produktionsverfahren haben sich geändert, Siedlungsstrukturen beginnen sich zu dezentralisieren, und Industrie-Investitionen fließen immer mehr in ressourcensprarende Produkte.
Das Ergebnis: Die "Offensive Energiepolitik" bringt bereits beachtliche Erfolge. Zum Beispiel lebt Deutschland im Jahre 2010 um ein Drittel weniger materialintensiv als 1990. Aber das Ergebnis ist eindeutig: Eine Energiewende allein kann die Anforderungen an einen ökologischen Strukturwandel nicht erfüllen.
Die Ergebnisse des Szenarios "Zukunftsfähiges Deutschland" sind natürlich erheblich unsicherer, da sich die Veränderung gesellschaftlicher Leitbilder nur schwer in Zahlen fassen läßt und auch Rück- und Wechselwirkungen in der Vorschau nur schwer zu erfassen sind. Trotz dieses Vorbehalts zeigt sich aber, was möglich wäre: Nach dieser Rechnung gehen zwischen 1990 und 2010, also innerhalb von zwanzig Jahren, die Kohlendioxyd-Emissionen, der Primärenergieverbrauch und der Verbrauch der fossilen Energieträger Kohle, Öl und Gas um rund 40 Prozent zurück. Blickt man weitere zehn Jahre in die Zukunft, sind es 50 und mehr Prozent.
Sinn der Studie ist, einen Prozeß der Auseinandersetzung in Gang zu bringen. Nur eine breite Diskussion über die formulierten Ziele kann die Gedanken der Studie in die Bevölkerung tragen. Der Wandel wird von den Menschen aktiv getragen werden müssen. Das werden sie aber nur dann können, wenn sie die Ziele des Wandels zu ihren eigenen machen.
Kontakt
Bernhard Burdick
Wuppertal Institut für Klima
Umwelt Energie GmbH
Postfach 10 04 80
D-42004 Wuppertal
Tel.: 0202/2492-110
Fax: 0202/2492-108
E-mail: 75110.3176@compuserve.com
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TAB-Studie "Umwelttechnik und wirtschaftliche Entwicklung"
Integrierte Umwelttechnik - Chancen erkennen und nutzen
Wesentliche Voraussetzungen für die Einführung integrierter Umweltschutztechnik in Deutschland sind einerseits verläßliche und langfristige umweltpolitische Rahmenbedingungen für die Industrie und andererseits ein gesellschaftlicher Konsens über die Ziele und Folgen von Umweltschutzmaßnahmen. Dies sind die Kernaussagen einer Studie, die im Auftrag des Bundestagsausschusses für Bildung, Wissenschaft, Forschung, Technologie und Technikfolgenabschätzung vom Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) durchgeführt wurde. Das TAB gehört als Organisationseinheit zum Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des Forschungszentrums Karlsruhe. Die Ergebnisse des Projekts zum Thema "Die Bedeutung der Umwelttechnik für die wirtschaftliche Entwicklung der Bundesrepublik Deutschland" wurden am 29. November 1995 auf der Wissenschaftspressekonferenz in Bonn vorgestellt.
Die Autoren von ITAS und TAB bescheinigen der bisherigen Umweltpolitik in ökonomischer und ökologischer Hinsicht recht gute Erfolge und heben die Schaffung eines nicht unerheblichen Beschäftigungsvolumens und eine hervorragende Stellung deutscher Umwelttechnik auf dem Weltmarkt hervor. Bis zu Beginn der 90er Jahre stieg die Zahl der Beschäftigten auf ca. 700.000 und der deutsche Anteil am Weltaußenhandelsvolumen für Umwelttechnik erreichte 21 %. Anspruchsvolle Umweltauflagen würden zwar die Industrie kostenmäßig stark belasten, hätten sich aber nicht wesentlich auf deren Wettbewerbsfähigkeit ausgewirkt. Unter ökologischen Gesichtspunkten sind in verschiedenen Bereichen (z.B. Reduktion von Luftschadstoffen, Gewässerqualität) deutliche Erfolge erzielt worden, andererseits sind aber oft Verlagerungseffekte von Umweltproblemen aufgetreten. Erfolge bei der Minderung von Luftbelastungen oder der Abwasserreinigung führten teilweise zu vermehrten Abfallproblemen. Das Projekt kommt zu dem Schluß, daß die Bilanz der Umwelttechnik deutlich verbessert werden könnte, wenn anstelle der bisher dominierenden nachsorgenden und additiven Umweltschutzmaßnahmen (End-of-pipe-Technik) stärker integrierte Umwelttechnik zum Einsatz käme. Bei additiven Umwelttechniken werden zumeist am Ende von Produktions- und Konsumtionsprozessen zusätzliche Anlagen oder Aggregate eingesetzt, mit denen die Rohemissionen in leichter kontrollierbare Rückstände verwandelt werden. Dies führt zu höheren Kosten und zum Rückgang der Produktivität.
Bei integrierter Umwelttechnik wird durch konstruktive Maßnahmen der Einsatz von Energie und Rohstoffen reduziert, die die eigentlichen Quellen von Umweltbelastungen sind. Weitere Kennzeichen sind u.a. produktionsinternes Recycling, die Substitution umweltschädlicher Einsatzstoffe und die Berücksichtigung von Entsorgungsfragen bei der konstruktiven Gestaltung von Produktionsprozessen und Produkten (Life-cycle-Betrachtungen). Neben prinzipiellen ökologischen Vorteilen hat integrierte Umwelttechnik auch das Potential, Produktions- und Entsorgungskosten zu verringern und damit die Gesamtproduktivität zu erhöhen. Allerdings erfordert integrierte Umwelttechnik häufig erhebliche Veränderungen in bestehenden Technologie- und Betriebsstrukturen.
Als wesentliches Innovationshemmnis für integrierte Umwelttechnik
identifizieren die Wissenschaftler eine hohe unternehmerische
Planungsunsicherheit, bedingt durch fehlende Langfristplanungen
in der Umweltpolitik und die teilweise hektische Diskussion über
umweltpolitische Instrumente. Die Einführung solcher Techniken
würde nämlich eine frühzeitige Kenntnis der normativen
Rahmenbedingungen erfordern, die bereits zu Beginn von Innovationsprozessen
eingeplant werden müssen. Innovationshemmend ist außerdem
das deutsche Ordnungsrecht, das sich bei der Festlegung von Auflagen
am Stand der additiven Technik orientiert, bei seiner Fortschreibung
hinter der technischen Entwicklung herhinkt und kaum Anreize bietet,
über die gesetzlichen Anforderungen hinausgehende umwelttechnische
Lösungen zu realisieren. Auf unternehmerischer Ebene wird
die noch mangelnde Verankerung von Umweltschutzzielen auf den
verschiedenen Handlungsebenen kritisiert, was zu einem vorwiegend
reaktiven, statt proaktiven Verhalten der Unternehmen führt.
Zur Verbesserung der Einsatzchancen für integrierte Umwelttechnik
schlagen die Wissenschaftler eine umweltpolitische Langfristplanung
im Diskurs mit allen Beteiligten vor. Als erster Schritt ist die
Entwicklung von Umweltqualitätszielen und daraus abgeleiteter
quantitativer Reduktionsziele für Stoffverbräuche und
Emissionen gefordert. Danach soll im Dialog mit allen betroffenen
Gruppen, die zur Erfüllung der gesetzten Ziele beitragen
müssen, ein Konsens über zeitlich gestaffelte Zwischenziele,
über kurz-, mittel- und langfristige Maßnahmenprogramme
und die entsprechende instrumentelle Gestaltung der Umweltpolitik
herbeigeführt werden. Ein dritter Schritt sollte eine periodische
wissenschaftliche Evaluation des Planvollzugs und eine Fortschreibung
des Planes umfassen.
Die Studie fordert auch eine grundsätzliche instrumentelle Weichenstellung in der Umweltpolitik. Zur Förderung integrierter Umwelttechnik werden deshalb drei instrumentelle Handlungsoptionen mit jeweils unterschiedlichen Akzentsetzungen vorgestellt:
_ Eine Option, die, wie bisher, primär auf ordnungsrechtliche Instrumente setzt, aber bisherige Schwachstellen dieses Instrumentariums abbaut (z.B. durch dynamischere Anpassung von Umweltstandards und stärkere Berücksichtigung medienübergreifender Aspekte in Genehmigungsverfahren).
_ Eine Option, die ökonomische Instrumente in den Vordergrund stellt (z.B. Energie- und Rohstoffsteuern, Emissionsabgaben sowie Verschärfung des Umwelthaftungsrechts) und damit dazu führen würde, daß sich die Kosten von Umweltnutzungen in den Preisen widerspiegeln.
_ Eine Option, die das Kooperationsprinzip in den Vordergrund rückt und deshalb stark auf das Instrument der Selbstverpflichtungen der Industrie zur Reduzierung von Umweltbelastungen setzt. Diese sollten aber zieladäquat ausgestaltet sein, und eine effektive Kontrolle der Verpflichtungen müßte gewährleistet sein.
Es handelt sich dabei aber nicht um monoinstrumentelle Optionen, sondern um Mischoptionen, die eine Instrumentenart in den Vordergrund stellt, aber durch andere Instrumente ergänzt werden könnte. So ist vorgesehen, daß die "ordnungsrechtliche" Option durch ökonomische Instrumente in Form von Restverschmutzungsabgaben auf die ordnungsrechtliche zulässige Emission ergänzt wird. Die "Option Selbstverpflichtungen" sieht z.B. in den Bereichen, die nicht durch Selbstverpflichtungen abgedeckt werden können, den Einsatz ökonomischer oder ordnungsrechtlicher Instrumente vor.
Bei allen drei Optionen sollten zusätzlich förderpolitische Instrumente (Förderung von Forschung und Entwicklung und Umweltschutzinvestitionen) sowie organisatorische und informatorische Instrumente unterstützend eingesetzt werden.
Der TAB-Arbeitsbericht Nr. 35 "Integrierte Umwelttechnik - Chancen erkennen und nutzen" ist in begrenzter Anzahl im TAB erhältlich. Bestellungen sind bitte schriftlich an das Sekretariat des TAB, Frau Lippert, zu richten.
Kontakt
Dr. Rolf Meyer
Büro für Technikfolgen-Abschätzung
beim Deutschen Bundestag (TAB)
Rheinweg 121, D-53129 Bonn
Tel.: 0228/23 66 28; Fax: 0228/23 37 55
oder
Reinhard Coenen
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Institut für Technikfolgenabschätzung
und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 36 40, D-76021 Karlsruhe
Tel.: +49 (0) 721 / 608 - 22509; Fax: +49 (0) 721 / 608 - 24806
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Projekt: "Klimaverträgliche Energieversorgung
in Baden-Württemberg"
Die Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg
führt unter Beteiligung von 12 weiteren Forschungsinstituten
das Projekt "Klimaverträgliche Energieversorgung in
Baden-Württemberg" durch.
Vor dem Hintergrund der politischen Ziele zur Reduktion der Kohlendioxid-Emissionen
will die Akademie für Technikfolgenabschätzung mit diesem
Projekt die Möglichkeiten für eine Umgestaltung und
Weiterentwicklung des Energieversorgungssystems und deren Konsequenzen
untersuchen und so einen Beitrag zur Energiediskussion und - wenn
möglich - auch zur Konsensfindung in diesem Bereich leisten.
Das Projekt wird als Szenario-Prozeß in drei Phasen durchgeführt:
Phase 1: Erarbeiten einer gemeinsamen Datenbasis,
Phase 2: Entwerfen künftig möglicher Energiesysteme (Szenarien),
Phase 3: Gesellschaftlicher Diskurs über die Szenarien und deren Konsequenzen.
Im Rahmen der ersten Phase des Projektes wurden im Auftrag der Akademie von den beteiligten Instituten Grunddaten zur Bedarfsermittlung und Energietechnologien in einer Reihe von Gutachten erarbeitet. Diese Gutachten sind als Arbeitsberichte der Akademie veröffentlicht worden. In einem kürzlich beim Springer-Verlag erschienenen Band sind Kurzfassungen dieser Gutachten zusammengefaßt. Die wichtigsten Ergebnisse der 1. Phase des Projekts umfassen:
- die voraussichtliche Entwicklung der Rahmendaten, die den Energiebedarf der Zukunft mitbestimmen,
- die zu erwartende Entwicklung der Energienachfrage und die Möglichkeiten zu deren Beeinflussung,
- die Techniken der Energienutzung im Endverbraucherbereich und die Ansatzpunkte zur Erhöhung der Energieeffizienz und
- die verfügbaren Techniken und deren Potentiale zur Deckung des Endenergiebedarfs.
Die 1. Phase des Projektes liefert damit eine umfassende Übersicht über die Bedingungen, die das Energieversorgungssystem bestimmen, über die Möglichkeiten, die für seine künftige Gestaltung bestehen, und über die Hemmnisse, die dabei zu überwinden sind. Baden-Württemberg und die für das Land gegebenen Handlungsspielräume stehen dabei im Vordergrund; die Aussagen haben aber in den meisten Fällen nicht nur für das Land Gültigkeit, da die Situation in Baden-Württemberg der anderer Länder ähnlich ist, die technischen Möglichkeiten unabhängig von Ländergrenzen bestehen und zudem viele Fragen einer regionalen Energieversorgung nur eingebettet in die überregionalen Zusammenhänge von Bund und Europäischer Union betrachtet werden können.
(Quelle: aus dem Vorwort der Projekt
veröffentlichung)
Kontakt
Dr. Diethard Schade
Akademie für Technikfolgenabschätzung
in Baden-Württemberg
Industriestr. 5, D-70565 Stuttgart
Tel.: 0711/9063-0; Fax: 0711/9063-299
Bibliographische Angaben
Diethard Schade (Hrsg.) Energiebedarf Energiebereitstellung Energienutzung.
Möglichkeiten und Maßnahmen zur Verringerung der CO2-Emission.
Berlin u.a.: Springer, 1995.
ISBN 3-540-60173-2
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Institut für Weltwirtschaft: Moderne Biotechnologie
in Deutschland: Zukunft ohne Grenzen?
Seit geraumer Zeit klagen Unternehmensvertreter und Forscher über die Qualität des Standorts Deutschland in der modernen Biotechnologie. Der Gesetzgeber hat auf diese Klagen im Jahr 1993 mit einer Lockerung des Gentechnikgesetzes reagiert. Ob die Wettbewerbsposition Deutschlands in der modernen Biotechnologie in der Tat Anlaß zur Sorge gibt und inwieweit die Änderung des Gentechnikgesetzes die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Forschung und Unternehmen erhöhen kann, war Gegenstand einer Analyse des Instituts für Weltwirtschaft.
Hohe Innovationsfähigkeit, aber mangel
hafte Umsetzung
Die Analyse des Autors verdeutlicht, daß der Standort Deutschland, gemessen an den Patentanmeldungen, eine hohe Innovationsfähigkeit in der modernen Biotechnologie aufweist. Eine eher schleppende Umsetzung anwendungsnaher Forschungsergebnisse in wirtschaftlich verwertbare Produktionsmethoden und Produktlinien, eine im internationalen Vergleich unterdurchschnittliche Spezialisierung auf den Bereich der modernen Biotechnologie sowie Forschungs- und Produktionsverlagerungen deutscher Unternehmen in das Ausland weisen jedoch auf einzelne Standortschwächen hin.
Gemessen an den Patentanmeldungen pro Million Erwerbstätige nimmt Deutschland eine Spitzenstellung in der modernen biotechnologischen Forschung und Entwicklung ein. Diese erwies sich in den achtziger Jahren als innovationsfähiger als etwa die in den Vereinigten Staaten, in Japan oder in dem Vereinigten Königreich. Jedoch zeigt ein Blick auf die Patentanmeldungen in den Technologiefeldern auch außerhalb der Biotechnologie, daß sich die Forschung in Deutschland bei weitem noch nicht so stark auf den Bereich der modernen Biotechnologie spezialisiert hat, wie es in den Vereinigten Staaten und im Vereinigten Königreich der Fall ist. Vor allem weist Deutschland noch in den Technologiefeldern eine ausgeprägte Spezialisierung auf, die weltweit bereits unter einem starken Substitutionsdruck der modernen Biotechnologie stehen (Pharmazeutika, Agrarchemie, sonstige Chemikalien). Offensichtlich bereitet hier der Übergang von den konventionellen zu den technisch fortgeschrittenen Technologiefeldern Schwierigkeiten. Dies wird auch daran deutlich, daß alle wissenschaftlichen Entdeckungen und Entwicklungen, die allgemein als "Durchbrüche" in der gentechnologischen Forschung gewertet wurden, ihren Ursprung in den Vereinigten Staaten oder im Vereinigten Königreich hatten.
Die amerikanische Überlegenheit findet ihr Spiegelbild in der wirtschaftlichen Umsetzung anwendungsbezogener Forschungsergebnisse. Im Pharmabereich der Vereinigten Staaten, auf den sich etwa zwei Drittel der amerikanischen biotechnologischen Forschungsaufwendungen konzentrieren, befinden sich 130 im Inland entwickelte gentechnologisch produzierte Medikamente in der klinischen Testphase. In Japan sind es 80, in Deutschland ganze 4 Medikamente. Auch im Landwirtschafts- und Nahrungsmittelsektor zeigt sich ein ähnliches Bild. Denn auf der wichtigsten Entwicklungsstufe vor der Marktreife, den Freilandversuchen, nehmen die Vereinigten Staaten und Kanada eine dominierende Position ein. Während in den Vereinigten Staaten bisher etwa 360 und in Kanada etwa 320 Freisetzungen registriert wurden, sind es in den führenden europäischen Ländern - Belgien, Frankreich, den Niederlanden und dem Vereinigten Königreich - insgesamt nur ungefähr 230. In der Bundesrepublik gibt es bisher gar nur drei Freilandversuche. Bedenklich im Hinblick auf die Wettbewerbsposition des Standorts Deutschland stimmt auch die Tatsache, daß 75 vH aller Investitionen deutscher Unternehmen im Bereich der modernen Biotechnologie im Ausland getätigt werden. Vor allem Standorte in der Nähe renommierter Universitäten in den Vereinigten Staaten üben eine magische Anziehungskraft auf deutsche Unternehmen aus.
Gentechnikgesetz ist nicht alles
Diese Probleme des Standorts Deutschland werden in der wirtschaftspolitischen Diskussion häufig auf ein Übermaß staatlicher Regulierungen in der biotechnologischen Forschung und Produktion zurückgeführt. Insbesondere das Gentechnikgesetz aus dem Jahr 1990 wird als Hemmschuh der biotechnologischen Entwicklung angesehen. Von der im Jahr 1993 vorgenommenen Änderung des Gentechnikgesetzes erhoffte man sich daher eine Belebung der biotechnologischen Aktivitäten in der Bundesrepublik.
Stehn zeigt jedoch, daß die Änderung des Gentechnikgesetzes lediglich eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung für eine Verbesserung der Wettbewerbsposition Deutschlands in der modernen Biotechnologie darstellt. Denn der Wettbewerbsvorsprung der Vereinigten Staaten in der Umsetzung grundlegender Forschungsergebnisse in wirtschaftlich nutzbare Anwendungsverfahren und Produkte ist nicht ausschließlich auf eine geringere Regulierungsintensität im Bereich der modernen Biotechnologie zurückzuführen. Entscheidenden Anteil hieran haben vor allem kleinere gentechnische Unternehmen, die zumeist von ehemaligen Wissenschaftlern renommierter Forschungsinstitute gegründet wurden. Für die Entwicklung spielen, neben dem relativ leichten Zugang zu Risikokapital, vor allem die Anreizstrukturen in der amerikanischen Hochschullandschaft eine bedeutende Rolle. Aufgrund der hohen Abhängigkeit der Hochschulforschung von Stiftungsgeldern und Drittmitteln aus der Industrie und der daher nur in begrenztem Ausmaß zur Verfügung stehenden Planstellen an den staatlichen Universitäten bestehen dort hohe Anreize, eine selbständige Unternehmertätigkeit auf Basis der eigenen Forschung der Universitätslaufbahn vorzuziehen. Ein deutlicher Ausdruck für diese Entwicklung sind die im Umfeld der renommierten Universitäten aus dem Boden schießenden Technologieparks. Zu beachten ist auch, daß die auf Einzelgesetzen beruhende Regulierungspraxis in den Vereinigten Staaten zwar die Errichtung von Produktionsanlagen und die Freisetzung von gentechnisch veränderten Organismen weniger behindert als die Vollzugspraxis des Gentechnikgesetzes in der Bundesrepublik, aber diese Vorteile durch das strenge amerikanische Produkthaftungsrecht zumindest teilweise kompensiert werden.
Die Vollzugspraxis der gentechnologischen Verordnung durch die Bundesländer und der Grad der gesellschaftlichen Akzeptanz der Gentechnologie werden neben der Ausgestaltung der deutschen Forschungslandschaft letztlich darüber entscheiden, welchen Platz Deutschland im weltweiten Wettbewerb in diesem relativ jungen Technologiefeld einnehmen wird.
(Quelle: Kieler Kurzberichte aus dem Institut für Weltwirtschaft, Juli 17/95)
Bibliographische Angaben
Jürgen Stehn: "Moderne Biotechnologie in Deutschland: Zukunft ohne Grenzen?". In: Die Weltwirtschaft, 1995, Heft 2. Insgesamt ca. 100 S., DM 30,--. Verlag J.C.B. Mohr (Paul Siebeck), Postfach 2040, D-72010 Tübingen.